倒轉年齡時鐘?哈佛大學重編程技術,促衰老組織宛若初生

2020-12-23 健康生活一線天

如果褲子破了,或許可以找一塊新布拼接起來,時尚或許就此誕生?

如果是基因出現了問題呢?可以用剪斷再進行拼接嗎?

近期,《Nature》雜誌刊載了封面文章,安全穩定的技術或許已經誕生了,由哈佛大學、耶魯大學等機構聯合發文,通過重新編程技術使得神經組織往日重現。

回撥時鐘,神經往日重現

該實驗由David Sinclair博士以及華人科學家呂垣澄博士共同完成,文章短小精悍,但發出之後卻直接登頂封面,標題為:重回往日時光,事實證明科學也確實做到了這一點。

史丹福大學的神經生物學家Andrew Huberman博士評價這篇論文時說到:"這是一個具有裡程碑意義的研究,從此年齡研究或進入了全新紀。"通過對表觀遺傳的重編程技術,成功將恢復小白鼠視覺,該研究也是首次證明可以安全地將複雜的組織重生。

在傳統的科學認知中,細胞老化是由於基因受到了損傷,而在這篇文章中卻聚焦在了表觀遺傳中,如果用炒菜來進行類比的話,表觀遺傳就是菜譜,基因就是菜,如果菜譜本身出錯了,那麼無論如何都做不出滿漢全席。

事實上,2102年時任京都大學的教授山中伸彌就曾因對體細胞重編程技術獲得了諾貝爾生理或醫學獎。在該項技術中能夠同時引發四種分子的表達,迫使細胞進行表觀基因的重編程,也就是能夠將這個菜譜徹底清洗成白紙,細胞自然也就忘了自己的年齡,一切回歸原始。

雖然該技術獲得頗多讚譽,但是一直沒有走向實用化,因為"山中因子"雖說是強效去汙粉,但在清洗細胞的過程中會同時清除所有的個體印記,甚至會引起其他不必要的麻煩。

本次《Nature》研究則解決了困擾學術界十餘年的三個難題:安全性、活體動物重編程以及神經再生等問題,結合OSK的特性,利用病毒注射以及DOX餵食等方法進行安全性的重構。

實驗中OSK成功使生物體視網膜細胞獲得了重生,並且使自然老化引起的視力下降得以恢復,也是首次實現複雜細胞的往日重現。

研究人員稱這或許只是一個開始,如果現在能夠使視神經得到恢復,未來也有可能幫助其他組織功能得到恢復,為之後的科學發展提供的新的思路和方法。

生命幹預,早有端倪

文章雖短,但所傳遞的信息卻重磅非凡。事實上,此項研究已經進展頗深,在Sinclair所著的書中早就初見端倪。

在其今年所出版的書《Lifespan》中曾頗為自豪地提及了一項關於恢復視力的研究,正是這次的封面文章。

Sinclair更為人所知的成就,其實是年齡機制幹預方面的研究。其書中也重點探討了目前的長壽通路,他認為:激活AMPK信號以及激發Sirtuins蛋白活性等都是目前的可行通路。

Sirtuins蛋白組由多個蛋白組成,它們以不同的方式保護我們的細胞,在其實驗室更為人所知的是則是酶物質的發現,這種於維生素類似物在實驗室中同樣被證實了回撥時鐘的作用。在其後Navdeep Chandel教授的實驗中,通過基因工程表達的酶反應使得實驗動物的生存周期從45天,拓展到了300餘天。

生物酶技術也成為了目前幹預機制研究的主要方向,2017年GeneHarbor(基因港)的王駿博士曾革新酶製備技術,通過定向轉化技術改變了傳統的發酵工藝,也促進酶製劑產品的從實驗室向實用化、大眾化。

同時,Sinclair發現,AMPK控制著體內細胞的能量代謝,攝入糖分則停止工作,間斷性禁食則能夠被激活。在其書中曾經記載:他經常每天只吃一頓飯,在間斷性禁食的同時還會進行高強度運動和補充生物酶製劑,以期達到更明確的反饋。

技術將我們帶到何方

今年,曾進行酶法工藝改良的王駿教授宣布,基因港產能已超百噸,在過去的三年內已經至少使十萬人獲益,成為了3年內提升最快的膳食補充劑。

王駿博士在今年也成為了《Lifespan》的中文序作者,在序言中其寫到生命的廣續對知識、技能的積累和傳承的意義重大自不待言,健康的生命或能夠提升人類智力的發展,更是基因港發展過程中的希冀。

在一部分人對廣續的生命感到欣歡鼓舞的同時,更多的科學家則提出了自己的困惑和隱憂:基因技術目前能夠應用到什麼領域?可能產生的脫靶問題如何解決?科技倫理問題有將走向何處?

近期的動畫作品《靈籠》中有一個叫做Nirvana的公司或許是未來科技發展的一個映射,高智能的機械臂、能夠隨時完成克隆的組織以及基因編程這些"黑科技"在未來或許會成為司空見慣。

實際上,不僅僅是基因編輯,還包括腦機接口、晶片植入等技術,也都面臨類似的問題,科技究竟將我們引向何方,一切還尚不可知……

相關焦點

  • Nature封面:重編程技術逆轉視神經衰老時鐘
    Nature封面:重編程技術逆轉視神經衰老時鐘 2020-12-12 14:16 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 《自然》:逆轉衰老時鐘!科學家成功恢復與年齡有關的視覺喪失
    近日,由美國哈佛大學、耶魯大學等機構進行的一項最新研究,通過表觀遺傳重編程(epigenetic reprogramming)技術,成功將動物的視覺衰老時鐘逆轉,該研究的成功也標誌著首次證明可以安全地將複雜的組織(如視神經細胞)「返老還童」,即重新編程為更加年輕的狀態。
  • Nature封面:逆轉衰老時鐘!科學家成功恢復與年齡有關的視覺喪失
    近日,由美國哈佛大學、耶魯大學等機構進行的一項最新研究,通過表觀遺傳重編程(epigenetic reprogramming)技術,成功將動物的視覺衰老時鐘逆轉,該研究的成功也標誌著首次證明可以安全地將複雜的組織(如視神經細胞)「返老還童」,即重新編程為更加年輕的狀態。
  • 倒撥生命時鐘!《自然》雜誌:哈佛科學家實現衰老組織逆轉
    《自然(Nature)》雜誌12月3日最新一期發刊,來自哈佛的科學家們,通過編輯三種基因,成功讓損傷老化的視網膜神經細胞「返老還童」,參加實驗的自然衰退小鼠,重獲年輕時視力。「我們想要逆轉年齡,但還要想辦法不讓它逆轉得太多。」Sinclair教授解釋。David Sinclair是哈佛大學終身教授,該研究由其主導。
  • 修復衰老大腦時代來臨?自然最新封面:重編程視神經恢復視力
    衰老對我們身體的所有細胞和器官都有負面影響,大腦也不例外。科學家們早就知道,神經元和其他細胞的再生能力會隨著時間的推移而減弱,但導致這種退化的分子變化卻一直是個謎。當地時間12月3日,國際頂級學術期刊《自然》(Nature)以封面報導的形式發表了一項研究,研究團隊利用基因治療誘導小鼠眼睛的神經元重編程到一個更年輕的狀態,讓它們重新獲得視力再生和恢復的能力。
  • 視力下降重大突破,哈佛團隊採用重編程神經元法,恢復小鼠一半視力
    衰老是一種機體對環境的生理和心理適應能力進行性降低、逐漸趨向死亡的現象。隨著年齡的增長,形態與主要感覺器官功能等都會發生衰退,視覺更是首當其衝。但是,近日有兩大海外科研團隊相繼宣布,其針對衰老和青光眼造成的視力下降問題的研究,均取得了重大突破,或可有效逆轉衰老的時鐘。
  • Nature 封面:科學家用「重編程」逆轉生命之鐘,恢復小鼠喪失的視覺
    論文作者來自於哈佛大學醫學院(Paul F. Glenn 衰老生物學中心、神經科、Schepens 眼科研究所、遺傳學系)、哈佛大學 Wyss 生物啟發工程研究所遺傳學系、耶魯醫學院病理學系、麻省總醫院癌症中心、加州大學洛杉磯分校大衛·格芬醫學院人類基因學系、澳洲新南威爾斯大學醫學院藥學系,可謂強強聯合。
  • 今日《自然》重磅:恢復神經再生,年老小鼠重獲年輕好視力!
    因青光眼或自然衰老而視力減退的小鼠,重新了獲得年輕時的正常視力。這項研究也憑其重要性登上了最新一期的封面。研究團隊由哈佛醫學院的David Sinclair教授領銜,呂垣澄(Yuancheng Lu)博士為第一作者,與波士頓兒童醫院的眼科教授何志剛博士展開合作。
  • 一鍵返老還童,哈佛科學家及復旦校友恢復了老年小鼠...
    還記得衰老和受損細胞年輕時的樣子嗎? 12月3日,哈佛醫學院David Sinclair團隊在頂級期刊《自然》上以封面報導形式發表的研究成果,改寫了兩項歷史記錄:首次證明可以安全地將複雜組織重新編程到更年輕的狀態;首次成功逆轉青光眼引起的視力損失。
  • NMN健康觀察|逆轉衰老的科技正在走向大眾
    NMN|研究發現表觀遺傳重編程技術可逆轉衰老孔子有雲「逝者如斯夫,不舍晝夜」;莎士比亞也曾說:放棄時間的人,時間也會放棄他。古今中外人類一直極度重視「時間」這一概念,時光穿梭逆轉的電影小說層出不窮,時至今日,科學界仍未放棄對時間與生命的探索。
  • [DS系列]哈佛教授 David Sinclair訪談之衰老信息理論(第四彈)
    [DS系列]哈佛教授 David Sinclair訪談之衰老信息理論(第
  • 幹細胞技術抗衰領域最新突破:將114歲老人體細胞「返老還童」!
    2020年2月27日,美國著名抗衰老技術公司AgeX宣布,他們通過iPSCs技術,成功將一名114歲老人的體細胞重編程至接近胚胎幹細胞的原始狀態,並記錄了這一過程中細胞的變化。這項研究於2020年2月27日發表在期刊《BBRC Communications》上。
  • FPGA設計小技巧(時鐘/性能/編程)
    打開APP FPGA設計小技巧(時鐘/性能/編程) FPGA技術聯盟 發表於 2020-12-11 10:26:44 時鐘篇 選用全局時鐘緩衝區(BUFG)作為時鐘輸入信號,BUFG是最穩定的時鐘輸入源,可以避免誤差。
  • 衰老的定義?衰老的原因?衰老表現的超詳細介紹
    儘管免疫系統會隨著年齡的增長而退化,稱為免疫衰老,但衰老的一個主要標誌是炎症水平升高,反映在循環中的促炎性細胞因子水平更高,並且可能導致多種與年齡有關的疾病,例如阿爾茨海默氏病,動脈粥樣硬化和關節炎。人類衰老的表型實際上是任何系統,組織或器官都可能衰竭的表型。 衰老是一個複雜的過程,由以下幾個特徵組成:1)死亡率隨年齡呈指數增長; 2)生理變化,通常會隨著年齡的增長而導致功能下降; 3)隨著年齡的增長,對某些疾病的敏感性增加。
  • Renesas推出的可編程時鐘發生器開發套件評測
    Renesas推出的可編程時鐘發生器開發套件評測 電路設計技能 發表於 2020-12-07 13:39:44 隨著電子技術發發展的發展,越來越多的電子產品被開發設計出來
  • 編程貓與深圳大學合作《圖形化的人工智慧編程課程的設計與開發...
    2020年10月26日上午,教育部產學合作協同育人項目——圖形化的人工智慧編程課程的設計與開發(項目編號:201802283001)項目結題評審會在深圳大學師範學院國際會議廳順利召開。  出席評審會的有胡世清(深圳大學教育技術系主任、教授)、李冰(深圳大學老師、博士、講師)、秦曾昌(編程貓首席科學家、編程與人工智慧教育研究院院長)、夏立(編程貓首席學術官)、戴啟明(編程貓高校合作發展部負責人)、邵雪竹(
  • 主流幹細胞技術功能、風險及發展全解析
    成體幹細胞分為造血、神經、間充質、上皮幹細胞等幾類,它們管控不同組織器官,被稱為「組織器官後備軍」。當器官受損或局部細胞衰老時,相應的成體幹細胞活化,起到修復組織、補足特化細胞數量等作用。  雖然媒體一直傳舒馬赫將通過神經幹細胞技術重建中樞神經系統,但稍知曉生物學的人都知道這幾乎不可能。我們連健康人的大腦如何工作都不清楚,又何談將NSC放對位置,並確保其與原有神經網絡融合?一旦出錯,輕則無效,重則可能致瘤,風險很高。所以,該技術目前不應冒險在人體運用。